風電，如何前進

本刊記者 ■ 包婧文

中國是世界能源消費大國。快速增長的能源需求，以煤炭為主的能源結構，人口基數以及當前的經濟發展程度使得中國的碳排放量一直居高不下。保障能源供應是中國經濟發展的必然內在需求，而降低碳排放是作為國際社會中一個重要國家應承擔的基本責任，在此雙重壓力之下，加快發展可再生能源成為國家重要的能源戰略選擇。在可再生能源領域中，我國的風電發展一直走在前列，尤其是近幾年，風電在大規模發展的道路上保持高速前進。

2010年底，我國風電總裝機容量已成為世界第一，超越美國，成為全球首位風電大國。然而，由于風電資源豐富地區與用電負荷中心之間存在的較大地域分布差異，使得大規模風電送出消納的矛盾日益突出，多年來困擾風電發展的電網接入問題一直沒有妥善解決；現有的風電入網技術規定無法滿足大規模集中開發的技術需求，技術標準和管理規范的缺失使得大規模風電并網技術管理矛盾突出；而頻繁發生的大規模風電脫網事故也使風電設備的質量和性能問題成為關注焦點。隱藏在大規模高速發展這一美好景象之下的問題漸漸浮出水面，并制約中國風電行業的健康發展。

2月24日，甘肅酒泉風電基地發生大規模脫網事故，598臺風電機組相繼脫網，導致電壓大幅波動，對整個西北電網造成威脅，是近幾年我國風力發電發生的對電網影響最大的一起事故。日前，國家電監會通報了該事故的調查結果，稱主要是由風力發電設備、風場管理、電網接入以及運行安全監管等四方面問題導致了事故的發生，這使得風電安全問題再次浮上臺面。

酒泉風電基地是我國核準建設的首座千萬千瓦級風電基地，擁有良好的資源優勢。截至今年4月底，已吊裝完成風電機組5500MW，其中25座風電場、4122MW發電機組并網建成投產，預計今年上半年已完成吊裝的風電機組將全部并網投產。酒泉風電基地將成為全世界集中并網規模最大的風電基地之一。

投產初期通常是事故、故障高發期，短時間內不斷增加的并網容量，并且大部分風電機組集中在同一個并網點，使得酒泉風電基地風電場互相影響，事故頻發。據了解，截至今年4月底，酒泉風電基地風電場累計發生各類事故43次，其中發生風電機組脫網超過100臺，影響范圍較大的故障就有7次。 尤其是“2.24”以來發生的三次嚴重事故，大規模風電機組集中脫網，分別甩出風電出力84萬千瓦、100.6萬千瓦和153.5萬千瓦，不斷“刷新”風電機組歷史脫網記錄，不僅導致電力系統電壓、頻率大幅度波動，而且直接威脅到電力系統的安全與穩定運行。

就此次事故所顯現的問題，本刊記者采訪了甘肅省電力公司風電技術中心主任汪寧渤。汪主任認為，導致酒泉風電基地風電機組大規模脫網事故發生的必然原因主要有三個方面。首先，在經過調度統計的事故中，65%是由于電纜頭安裝質量問題造成，反映出幾乎所有風電場電纜頭施工、監理、驗收和建設管理普遍存在不足。其次，發電機組普遍不具備低電壓穿越能力。雖然風電場并網技術規范要求風電機組應能滿足電壓跌落到額度電壓的20%時維持625ms不脫網，然而多次事故證明，絕大多數風電機組根本不具備低電壓穿越能力。第三，動態無功補償設備不完善導致事故擴大。酒泉風電基地風電場均按照接入系統設計的要求分別安裝了TCR、MCR和SVG型動態無功補償設備，但一半以上無法正常投運，僅投入了電容部分(FC濾波支路)。技術標準缺失、基礎管理水平薄弱、設備制造企業創新能力不足、風電并網管理規范不健全、缺乏全國統一完整的啟動驗收程序規范等也是導致風電場事故頻發的間接原因。

對于如何在技術層面解決風電大規模脫網的問題，汪寧渤主任表示，這需要風電制造商、風電運營商、電網企業共同努力。風電設備性能將是下一階段市場競爭的基本要求，中國風電制造商需要從做“大”向做“強”轉變，應盡快無條件完成酒泉風電基地風電機組的低電壓穿越改造，避免繼續發生風電脫網事故造成不利影響。風電運營商應加快現有風電場風電機組低電壓穿越改造的進度，加強內部設備管理，并加快風電場運行規程、規范和標準的制定，完善內部管理制度。電網企業則需要提高風電場的調度、設備、技術和運行管理水平。

由于風力發電不穩定的特性，大規模進入電網必然會存在風險，這不僅僅是酒泉千萬千瓦風電基地需要考慮的問題，全國的大型風電基地與電網之間都面臨相同的困境。電網的穩定安全主要表現在負荷與電源之間的平衡，中國科學院電工研究所主任研究員馬勝紅表示，要想減少事故的發生，需要從風力發電和電網兩方面因素來考慮。首先風力發電自身要保證穩定可靠，降低故障率。其次，面對風力發電不穩定的風險，電網應采取積極態度，建立應對機制，比如為增大電網慣性、增強電網抗沖擊力而建立應急電源或大型儲能系統等。加快電網的調峰電源建設，建設快速反應的大型抽水蓄能電站；建設快速調峰機組并建立相應的價格機制。遇到問題就要解決，然而國家現在需要考慮的是，究竟是投入成本提高風機性能，使風機全部具備低電壓穿越能力，還是建造抽水蓄能電站等來提升電網的接納、調峰能力，怎樣的解決方式更經濟、更好？

3月27日，國家發改委下發《產業結構調整指導目錄(2011)》，新能源首次作為單獨門類進入“指導目錄鼓勵類”，意味著新能源將獲得國家支持的優待證。然而在新能源10項鼓勵項目中，風電僅在“風電與光伏發電互補系統技術開發與應用”中一帶而過，加上近期發生的大型風電事故，讓許多人不禁開始猜測，風電發展是否遇到瓶頸，進入發展的相對冷靜期。面對社會各界的疑問，行業專家則表示不必擔憂，任何行業的發展都會遇到困難，不能遇到問題就知難而退，在當前全球能源發展的大環境下，風電的發展形勢依然看好。

馬勝紅研究員說道，“目錄”中沒有過多涉及風電，并不意味著風電行業遇冷。一個行業的發展需要依靠政府扶持，但已進入市場化發展的行業就需要脫離扶持的范圍。風力發電的標桿電價已經出臺，規劃也已出臺，就應按照市場化要求發展，沒必要一直依靠政府的扶持。目前電網的發展滯后于風電發展，國家應將重點放在電網的提升與建設上，提高電網的消納能力。

對此，甘肅省電力公司風電技術中心主任汪寧渤也表示，盡管社會各界對于風電大規模集中開發、遠距離輸送的發展模式提出質疑和反思，但他仍然認為，中國風電將依然保持持續、穩定、快速的發展態勢。現在風電的發電成本已經與核電相當、與傳統火電發電成本接近，遠低于生物質、太陽能等其他可再生能源的發電成本；近年來隨著風電設備制造水平的提高，建設成本大幅度降低，大規模開發的規模效益進一步降低了風電的發電成本，全世界主要經濟體不約而同地將風電發展列入國家能源優先發展戰略。另外受到近期日本核電站事故的影響，預計明年世界風電將加快發展速度。